طراحي و ساخت ربات فيزيوتراپي زانو

Design and Construction of Knee Physiotherapy Robot

FUM اين مقاله به بررسي روند طراحي و ساخت ربات مي پردازد. اين ربات، با يك درجه آزادي براي فيزيوتراپي زانوي پا طراحي شده است. ربات PHYSIO اولين نمونه ربات فيزيوتراپي آزمايشگاه رباتيك دانشگاه فردوسي مشهد و اولين نمونه پياده سازي كنترل بلادرنگ مي باشد كه تست هاي كنترلي آن بر روي انسان پياده سازي مي شود. فرآيند طراحي ربات بر اساس مطالعات انجام شده بر روي مفصل زانو انجام شده است. ابتدا تمرين هاي فيزيوتراپي مفصل زانو مطالعه و بررسي شده اند و تعدادي از آنها به عنوان معيار طراحي ربات در انتخاب شده است. چگونگي شبيه سازي و مدل سازي حركت مفصل زانو در نرم افزارهاي شبيه سازي بررسي شده است. همچنين الگوريتم انتخاب سيستم محرك شامل موتور و گيربكس بيان شده است. طراحي مكانيزم تخمين نيروي پاي انسان، نمايشگر ربات و نحوه ارسال دستورات كنترلي از رايانه شخصي به ربات، از طريق بردها با ارائه جزئيات بيان شده اند. در نهايت در قسمت پاياني اجزاي حساس ربات، توسط يك نرم افزار تجاري اجزاء محدود تحليل تنش شده است.

This paper discusses the design and construction of FUM PHYSIO robot. This robot with a degree of freedom is set for knee physiotherapy. The robot is the first physiotherapy robot of Ferdowsi University of Mashhad Robotics Laboratory and the first real-time controlled physiotherapy robot that its control tests are implemented on human. The process of designing the robot is based on studies done on the knee joint. First, the physiotherapy exercises of the knee joint have been studied and a number of them have been selected as a measure of the robot design. Simulation and modeling of the knee joint movement are investigated by utilizing simulation software. In addition, the selection algorithm of the actuator system, including motor and gearbox, is expressed. Designing of estimation mechanism of foot force of human and robot display, also sending control commands from the PC to the robot by means of electronic boards, are presented in detail. Finally, in the last part, a commercial finite element software for stress analysis simulates critical components of the robot.